CN103347360B - 等离子处理装置 - Google Patents
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Abstract
等离子处理装置，在被处理物的上方具备感应线圈，n个线圈要素以被处理物的表面的法线为轴配置成旋转对称，而且各线圈要素被电性地并联连接，并且感应线圈处于载置有被处理物的反应腔的上部；感应线圈的各线圈要素，包含下面部和给电部，下面部是一端具备接地端且具有规定的宽度的弧状，该弧的中心角为360°/n；给电部是一端具备给电端且具有规定的宽度的弧状，与下面部相比设置在上侧，给电部通过连接部与该下面部电性连接，各线圈要素的给电端及接地端与其他的线圈要素隔开，感应线圈中n个线圈要素配置成，当以平行于轴的方向将感应线圈投影到被处理物上时，使某一线圈要素的接地端和另一线圈要素的给电端的投影位置处于反应腔的内部的相同部位。
Description
本申请是申请号为200780044171.2（国际申请日2007.11.21）同名申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及等离子蚀刻装置、等离子CVD装置、等离子清洗处理装置等等离子处理装置。
背景技术
近来的等离子工艺技术，如现有技术那样，不局限于半导体领域，在包括与纳米加工技术关联的领域例如光学装置（半导体激光器、二极管等）、MEMS（陀螺仪、传感器等）、碳纳米管·医疗领域·生物技术领域（微型刀、杀菌等）在内的众多领域中，得到广泛利用。
伴随着应用领域的扩大，要求提高其生产效率的呼声越来越高，从而理所当然地要求实现等离子处理装置的高效率化。在该高效率化中，包含试料（基板及晶片）的大型化、处理的高速化、高形状控制性等。而且，为了适应这种要求，迄今为止，已经在电感藕合等离子处理装置中进行了感应线圈的大型化、并联化等各种改良。这些要求中，对于现在的等离子处理装置特别强烈要求的课题，是为了与大型试料对应的等离子的均匀化。
在等离子处理装置中，使电流流入感应线圈后，就形成感应磁场，给予线圈电位差，从而在线圈中派生地分布静电电位，在真空中浮游。由于等离子中含有的电子，具有屏蔽从外部给予的电位的作用，所以集中到隔开线圈和等离子的电介质的电位较高的部分，从而降低该处的电位。它二次性地成为拉出正离子的主要原因，产生屏蔽体的溅射。
可是，由于沿着线圈产生的电位没有对称性，所以等离子成分在空间上非对称分布。因此，在进行基板处理之际，难以实现很高的处理均匀性。这种感应线圈派生地产生的电位的问题，作为线圈的端部效应广为人知，被认为是左右着利用等离子处理装置生产的器件的性能的重要问题。
作为消除该线圈的端部效应的一种措施，往往利用被称作法拉第屏蔽的静电屏蔽。它是很薄的导电性薄片，被在等离子和感应线圈之间即与电介质邻接地配置。在配置了法拉第屏蔽的等离子处理装置中，向感应线圈供给电流后，感应电磁场就透过法拉第屏蔽，浸透到等离子中，但电位被法拉第屏蔽所屏蔽，不影响等离子，可以获得有益的效果。
可是，在法拉第屏蔽中，存在着在屏蔽材料中产生涡流，导致感应线圈引起能量损失的问题。为了防止能量损失，人们在屏蔽材料上设置许多小窗，从而切断涡流的流路。但是，屏蔽效果和电力的损失存在此消彼长的关系的问题依然存在。另外，关于小窗，其开口比及形状的最佳化，也存在着繁琐需要花费很多气力的问题。
作为消除端部效应的其它方法，人们开发·公开了以减少端部效应的效果为目的的线圈。例如在专利文献1中公开的感应线圈，采用电路性地并联2个以上的相同形状的线圈要素。所述线圈要素，在与被处理物的中心一致地配置其中心的同时，还每隔用线圈要素的数量除360°后的角度，配置所述线圈要素的输入端。另外，所述线圈要素被沿着具有任意的断面形状的圆环的表面，在直径方向和高度方向上相互错开地立体配置。采用专利文献1后，可以利用这种线圈结构，获得提高线圈的圆周方向上的等离子体均匀性的效果。
另外，作为为了消除端部效应而开发的感应线圈的其它例子，还有在专利文献2中公开的感应线圈。专利文献2公开的感应线圈，采用下述结构：在其一端形成外加RF电源的电源端，在另一端形成接地的接地端，至少电气性地并联设置2个环型天线。各环型天线的电源端和接地端，被配置在对于该天线的中心而言的对称位置。另外，各环型天线的电源端和接地端，还被配置在距腔较远的位置，各环型天线的中间部，被相互平行而且交叉地设置，并配置在距腔较近的位置。
采用专利文献2，使用上述结构的感应线圈后，可以实现遍及感应线圈的整个区域的均匀的电压，可以获得对于旋转方向而言对称而且均匀地产生腔内部的等离子的密度分布的效果。
专利文献1：JP特开2005－303053号公报（图6）
专利文献2：JP特表2004－537839号公报（图3）
可是，包含专利文献1及专利文献2公开的感应线圈在内，在迄今为止公开的等离子处理装置的感应线圈中，并不能说等离子的均匀性已经令人满意，还存在着改良的余地。根据这种现状，本发明人想到了可以比现有技术更均匀地生成大口径的等离子的等离子处理装置。
发明内容
为了达到上述目的，本发明涉及的等离子处理装置的第1形态，其特征在于：具备感应线圈，该感应线圈在被处理物的上方，将被处理物的表面的法线作为轴的旋转对称地配置具有相同形状的n个（n为2以上的整数）线圈要素，而且各线圈要素被电气性地并联后构成；
所述感应线圈的各线圈要素，
在向被处理物的投影面中的相同部位的下侧具有接地端、上侧具有给电端地围绕着所述轴旋转，
具有下面部（该下面部是一端具备接地端的具有规定的宽度的弧状，该弧的中心角为360°/n）和
给电部（该给电部是一端具备给电端的具有规定的宽度的弧状，在所述下面部的上侧设置，与该下面部电气性连接后构成）。
另外，本发明涉及的等离子处理装置的第2形态，其特征在于：具备感应线圈，该感应线圈在被处理物的上方，将被处理物的表面的法线作为轴的旋转对称地配置具有相同形状的n个（n为2以上的整数）线圈要素，而且各线圈要素被电气性地并联后构成；
所述感应线圈的各线圈要素，
具有下面部（该下面部是具有一端具备接地端的规定的宽度的弧状，该弧的中心角为360°/n）和
给电部（该给电部是一端具备给电端的具有规定的宽度的弧状，在所述下面部的上侧设置，与该下面部电气性连接后构成）；
所述感应线圈，使线圈要素的接地端和其它的线圈要素的给电端位于在向被处理物的投影面中的相同部位地配置n个线圈要素。
采用本发明涉及的等离子处理装置后，利用其独特的线圈结构，可以获得以下的效果。
首先，因为旋转对称地配置多个线圈要素，所以作为整个线圈，能够避免电压降的影响，高度确保等离子的轴对称性。这样，能够减少端部效应的影响。另外，这样还能够均匀地生成大口径的等离子。特别是能够生成圆周方向的均匀性高的等离子。
另外，在各线圈要素中，由于接地端来到给电端的下侧（被处理物侧），所以线圈要素的接地端分配进入等离子和线圈的给电端之间。这样，还可以获得不容易产生将等离子与线圈绝缘的电介质的溅射的效果。
附图说明
图1等离子处理装置的一种实施例——ICP蚀刻装置的简要结构图。
图2第1形态涉及的感应线圈的示意图。
图3第2形态涉及的感应线圈的示意图。
图4第3形态涉及的感应线圈的立体示意图（H－1）、底面示意图（H－2）。
图5表示第3形态涉及的感应线圈的其它例子的立体示意图。
图6使用第3形态涉及的感应线圈的ICP蚀刻装置的实施例的简要结构图。
图7感应线圈的电气电路图。
图8表示只向第1感应线圈外加高频电力时的蚀刻速度的测量结果的图形。
图9表示只向第2感应线圈外加高频电力时的蚀刻速度的测量结果的图形。
图8只向第2感应线圈32供给13.56MHz、2000W的高频电力时的蚀刻速度。
图10表示均等地向第1及第2感应线圈外加高频电力时的蚀刻速度的测量结果的图形。
图11表示使向第1感应线圈外加的高频电力的比率变小时的蚀刻速度的测量结果的图形。
图12表示使向第1感应线圈外加的高频电力的比率变小时的蚀刻速度的测量结果的图形。
图13使线圈要素21的下面部的宽度大于给电部的宽度的线圈要素的例子。
图14（J）由2个、（K）由3个线圈要素构成的感应线圈的正面图。
图15下面部是月牙形的感应线圈的示意图。
图16（L）由2圈的线圈要素、（M）由1.5圈的线圈要素构成的感应线圈的示意图。
图17具有直径朝着被处理物扩大的等离子生成容器的等离子处理装置的简要结构图。
符号说明
10…ICP蚀刻装置
11…反应腔
12…下部电极
13…气体导入口
14…真空泵
15…石英板
17…等离子用高频电源
18…自偏压用高频电源
19…被处理物
20、30…感应线圈
21…线圈要素
22…连接部
23…给电端
24…接地端
25…给电部
26…下面部
31…第1感应线圈
32…第2感应线圈
35…匹配电路
38…电力分割电路
具体实施方式
图1是本实施例涉及的等离子处理装置的一种实施例——ICP蚀刻装置的简要结构图。图1的ICP蚀刻装置10，具备反应腔11、下部电极12、气体导入口13及真空泵14。在下部电极12上，放置硅晶片等被处理物19。另外，在反应腔11的上部（外部），隔着石英板15设置感应线圈20。感应线圈20的给电端，与等离子用高频电源17连接；其接地端被接地。关于感应线圈20详细结构，将在后文讲述。另外，下部电极12与自偏压用高频电源18连接，反应腔11整体被接地。
本发明涉及的等离子处理装置，在图1所示的那种等离子处理装置中的感应线圈20的结构中，具有特征。因此，以下详细讲述感应线圈20。
在本发明中，感应线圈20由具有相同形状的多个线圈要素组合后构成。本发明的等离子处理装置，可以大致分为两种：各线圈要素的匝数为一圈和匝数为一圈以下。在本说明书中，将前者称作第1形态（本发明涉及的等离子处理装置的第1形态），将后者称作第2形态（本发明涉及的等离子处理装置的第2形态）。
[第1形态]
图2是第1形态涉及的感应线圈20的示意图，图2（A－1）表示2个线圈要素21组合而成的感应线圈20。另外，图2（A－2）是构成图2（A－1）的感应线圈20的线圈要素21的示意图。线圈要素实际上具有规定的宽度，但是在图2中简略化地描绘。
如图2（A－1）所示的那样，感应线圈20将被处理物19的表面的法线L（以下称作“轴L”。参照图1）作为共同的轴，旋转对称地配置具有相同形状的2个线圈要素21。
在向被处理物投影之际，使给电端23和接地端24位于相同部位而且围着轴L旋转一周地构成线圈要素21。在这里，所谓“相同部位”，最好完全相同。但是由于组合多个线圈要素之际，需要互不相接地构成等理由，所以还容许设计上不得不设置的若干错位。
线圈要素21，具有一端成为接地端24的、具有规定的宽度的下面部26。下面部26是弧状，如图2（A－1）所示的、2个线圈要素21组合成感应线圈20时，其中心角为180°。
下面部26在连接部22的作用下，与在下面部26的上侧设置的给电部25电气性地连接。与给电部25的连接部22相反侧的端部，如上所述，与等离子用高频电源17连接。在图2的例子中，连接部22被倾斜地描绘，但是在本发明中，对于连接部22的结构没有特别的限定。
在第1形态中，构成感应线圈20的线圈要素21的数量是2个以上。作为第1形态的其它的例子，图2（B－1）表示由3个线圈要素21组合而成的感应线圈20的示意图，图2（C－1）表示由4个线圈要素21组合而成的感应线圈20的示意图。另外，在图2（B－2）及图2（C－2）中，只用粗线示出一个线圈要素21。
使用n个线圈要素21时，使各线圈要素21的下面部26的弧的中心角为360°/n。这样，组合n个线圈要素之际，可以由它们的下面部26全体形成一周，可以均匀地形成等离子。
在图2所示的例子中，由于使n个线圈要素21互不连接地组合，所以感应线圈20包含下面部26和给电部25在内，成为由n阶构成的阶层结构。但是，第1形态涉及的感应线圈20，并不局限于n阶的阶层结构。
另外，为了提高绝缘耐压，在各线圈要素21之间不引起火花放电，最好在各线圈要素21之间设置绝缘体。作为绝缘体的例子，可以适当地使用特氟龙（注册商标）。另外，绝缘体也可以如图2所示，是大气。
进而，组合的各线圈要素21之间的距离（上下方向的距离）最好尽量接近。这是为了接地屏蔽效果比感应耦合强的缘故。虽然各线圈要素21之间的适当的距离，随着绝缘体的种类而异，但是特氟龙时最好为3～5mm，大气时最好为5～10mm。
此外，作为等离子用高频电源17，使用超过13.56MHz的高频电源时，各线圈要素21之间的距离即使小于3mm，也具有不容易产生火花放电的倾向。
在等离子用高频电源17中，使用普通的高频电源（13.56MHz）时，从能够均匀地对称性良好地产生等离子的这一点上说，最好使用1匝的线圈要素21。另一方面，使用超过13.56MHz的高频电源时，由于缩短线圈要素21的长度、降低电感后，能够均匀地对称性良好地产生等离子，所以最好使用匝数比1匝少的线圈要素21。关于由这种结构的线圈要素构成的感应线圈，将在以下作为第2形态进行讲述。
[第2形态]
图3是第2形态涉及的感应线圈20的示意图，图3（D－1）表示由3个线圈要素21组合而成的感应线圈20。图3（D－2）是构成图3（D－1）的感应线圈20的线圈要素21的示意图。线圈要素实际上具有规定的宽度，但是在图3中简略化地描绘。
如图3（D－1）所示的那样，感应线圈20将被处理物19的表面的法线L作为共同的轴，旋转对称地配置具有相同形状的3个线圈要素21。
在第2形态中，使构成感应线圈20的线圈要素21的数量为3个以上（线圈要素21为2个时的结构，被上述第1形态的结构所包含）。
线圈要素21，成为使向该被处理物投影的投影像成为以轴L为中心的弧状。就是说，线圈要素21的匝数为1匝以下。
第2形态中的线圈要素21，也和上述第1形态时同样，具有一端成为接地端24的、具有规定的宽度的下面部26。下面部26是弧状，其中心角为360°。就是说，图3（D－1）所示的由3个线圈要素21构成的感应线圈20时，其中心角为120°。
下面部26在连接部22的作用下，与在下面部26的上侧设置的给电部25电气性地连接。与给电部25的连接部22相反侧的端部，如上所述，与等离子用高频电源17连接。
在第2形态中，分别成为旋转对称地配置这种n个线圈要素21，以便使某个线圈要素21的接地端24和其它的线圈要素21的给电端23位于向被处理物投影的投影面中的相同部位。由3个线圈要素21构成时（图3（D－1）），使各线圈要素21旋转120°地配置，从而使接地端24和给电端23在投影面中成为相同部位。此外，该“相同部位”，其涵义与上文在第1形态中讲述的内容相同。
作为第2形态的其它的例子，图3（E－1）是表示由4个线圈要素21组合而成的感应线圈20的示意图，图3（F－1）是表示由5个线圈要素21组合而成的感应线圈20的示意图，图3（G－1）是表示由6个线圈要素21组合而成的感应线圈20的示意图。另外，在图3（E－2）、（F－2）、（G－2）中，分别示出构成图3（E－1）、（F－1）、（G－1）的一个线圈要素21。在图3所示的例子中，由于使n个线圈要素21互不连接地组合，所以感应线圈20成为包含下面部26和给电部25在内的二阶层结构。但是，第2形态涉及的感应线圈20，并不局限于二阶层结构。
此外，在第2形态中，也和在上述第1形态中讲述的同样，最好在各线圈要素21之间设置绝缘体，使各线圈要素21之间的距离尽量接近。
在能够生成不仅圆周方向的均匀性而且直径方向的均匀性也很高的等离子、作为整体能够生成均匀性更高的等离子的这一点上说，本发明的等离子处理装置最好将直径不同的2个以上的感应线圈设置成为同心状。这样，等离子处理更大口径化的晶片时，也能够均匀地等离子处理晶片的中心部分和周缘部分。就是说，能够在圆周方向及直径方向上进行均匀的等离子处理。
关于这种结构的感应线圈，将在以下作为第3形态进行讲述。
[第3形态]
图4是第3形态涉及的感应线圈30的一个例子的示意图。第3形态涉及的感应线圈30，由第1感应线圈31（外线圈）和被配置在该第1感应线圈31的内周部、半径小于所述第1感应线圈31的第2感应线圈32（内线圈）构成。第1及第2感应线圈31、32，将被处理物19（参照图1）的表面的法线L作为共同的轴，同心圆地配置。
第1及第2感应线圈31、32，由上述第1及第2形态的感应线圈中的某一个构成。各感应线圈31、32电气性地并联，但也可以电气性地独立。
图4（H－1）及（H－2）所示的感应线圈30，示出第1及第2感应线圈31、32两者由第1形态的感应线圈构成的例子。在图4中，为了区别第1感应线圈31和第2感应线圈32，用粗线示出第2感应线圈32。
在图4（H－1）及（H－2）所示的例子中，第1感应线圈31由将法线L作为共同的轴旋转对称地配置的、具有相同形状的5个线圈要素21构成；第2感应线圈32由将法线L作为共同的轴旋转对称地配置的、具有相同形状的3个线圈要素21构成。各感应线圈31、32的线圈要素21被分别电气性地并联。
由5个线圈要素21构成感应线圈时，各线圈要素21的弧状的下面部26的中心角成为72°；由3个线圈要素21构成感应线圈时，下面部的中心角成为120°。如图4（H－2）所示，第1及第2感应线圈31、32被使各线圈要素21的下面部26的接地端24的位置不一致地配置。此外，各线圈要素21实际上具有规定的宽度，但是在图4中简略化地描绘。
作为第3形态的其它的例子，图5（I－1）示出第1及第2感应线圈31、32两者都由第2形态的感应线圈构成时的感应线圈30的示意图，图5（I－2）示出第1感应线圈31由第1形态的感应线圈构成、第2感应线圈32由第2形态的感应线圈构成时的感应线圈30的示意图，图5（I－3）示出第1感应线圈31由第2形态的感应线圈构成、第2感应线圈32由第1形态的感应线圈构成时的感应线圈30的示意图。虽然它们的第1感应线圈31都由5个线圈要素21构成，第2感应线圈32都由3个线圈要素21构成，但是各感应线圈31、32可以由适当数量的线圈要素21构成。
但是，第1感应线圈31的线圈要素的数量和第2感应线圈32的线圈要素的数量相同或者比它少时，第1感应线圈31的各线圈要素的下面部就比第2感应线圈32的长。发明人根据试验发现：第1感应线圈31的各下面部比第2感应线圈32的各下面部长后，等离子的均匀性就出现降低的倾向，所以最好使第1感应线圈的线圈要素的数量多于第2感应线圈32的线圈要素的数量。
另外，第3形态的感应线圈30，不局限于2个，也可以采用由3个以上的感应线圈构成的结构。
实施例
图6示出在石英板15的上部配置第3形态涉及的感应线圈30后构成的ICP蚀刻装置10的简要结构图。在图6中，省略了气体导入部及真空泵、冷却装置等的图示。
图6所示的感应线圈30，具有和图4所示的感应线圈同样的结构，由第1感应线圈31和第2感应线圈32构成，前者由5个线圈要素构成，后者由3个线圈要素构成。第1及第2感应线圈31、32，被利用调整垫34配置在石英板15上，从而使各上面位于同一平面上。
第1及第2感应线圈31、32，将被处理物19——硅晶片的表面的法线中该硅晶片的中心轴L作为共同的轴配置。第1及第2感应线圈31、32的半径，被分别设定为185mm及125mm。各感应线圈31、32的线圈要素21，具有一端成为接地端24的大约为15mm的宽度的弧状的下面部26。另外，各线圈要素21，具有一端成为给电端23的15mm的宽度的弧状的给电部25。
在第1及第2感应线圈31、32的各线圈要素21之间，配置厚度为3mm的聚四氟乙烯（PTFE），从而使各线圈要素21之间被绝缘。由于各线圈要素21具有相同的厚度，所以与由3个线圈要素构成的第2感应线圈32相比，由5个线圈要素构成的第1感应线圈31的高度尺寸大。
图7表示图6所示的ICP蚀刻装置10的第1及第2感应线圈31、32的电气电路图。在图7中，用1条曲线表示第1及第2感应线圈31、32，但是实际上由5个线圈要素及3个线圈要素构成。
如图7所示，第1及第2感应线圈31、32的给电端23，与共同的等离子用高频电源17连接。为了使高频电源17的阻抗与第1及第2感应线圈31、32的总阻抗相等，在高频电源17和第1及第2感应线圈31、32的给电端23之间，连接匹配电路35。匹配电路35由在高频电源17和第1及第2感应线圈31、32之间串联的可变电容器36及并联的可变电容器37构成。
另外，为了调整外加给第1感应线圈31及第2感应线圈32的高频电力的比率，在匹配电路35和第1感应线圈31之间串联电力分割电路38。电力分割电路38由在匹配电路35和第1感应线圈31之间串联的固定电容器39及并联的可变电容器40构成。
此外，虽然没有图示，但是利用铜线电缆，将外加给各的感应线圈31、32高频电力，均等地外加给各线圈要素21。
图8～图12表示使用具备上述感应线圈30的ICP蚀刻装置10蚀刻直径大约为300mm（12英寸）的硅晶片时的蚀刻速度的测量结果。作为蚀刻气体，用600sccm的流量将SF导入反应容器，使该容器的压力为2Pa。
对通过硅晶片的中心、与取向面（orientationflat）平行的方向（Hxis）和通过硅晶片的中心、与取向面垂直的方向（Axis）的每一个，分别测量多处的蚀刻速度，进行了评价。在图8～图12中，横轴表示到中心的距离（mm），纵轴表示蚀刻速度（μm/min）。
首先，测量了只向第1感应线圈31供给13.56MHz、2000W的高频电力时的蚀刻速度。图8表示其结果。如图8所示，这时与取向面平行的方向及垂直的方向的蚀刻速度基本一致，而且成为左右对称的形状。由此可知：只向第1感应线圈31供给高频电力时，能够生成圆周方向均匀性高的等离子。另一方面，还可以看到下述倾向：与硅晶片的中心附近的蚀刻速度相比，外周附近的蚀刻速度变大。
接着，测量了只向第2感应线圈32供给13.56MHz、2000W的高频电力时的蚀刻速度。图9表示其结果。如图9所示，这时与取向面平行的方向及垂直的方向的蚀刻速度也基本一致，而且成为左右对称的形状。这样，即使只向第2感应线圈32供给高频电力时，也能够生成圆周方向均匀性高的等离子。与此不同，与硅晶片的中心附近的蚀刻速度相比，外周附近的蚀刻速度变小。这被认为是由于第2感应线圈32的直径尺寸小于硅晶片的直径尺寸的缘故。
再接着，测量了向第1及第2感应线圈31、32合计供给2000W的13.56MHz的高频电力时的蚀刻速度。图10表示在电力分割电路38中使用300pF的固定电容器39，调整成为均等地向第1感应线圈31及第2感应线圈32外加高频电力时的蚀刻速度。另外，图11及图12表示为了使向第1感应线圈31外加的高频电力的比率变小，而在电力分割电路38中使用400pF、500pF的固定电容器39时的蚀刻速度。
如图10～图12所示，在所有的情况下，与取向面平行的方向及垂直的方向的蚀刻速度基本一致，能够生成圆周方向均匀性高的等离子。
另一方面，均等地向第1及第2感应线圈31、32外加高频电力时，尽管与只向第1感应线圈31供给高频电力时相比，有所改善，但是与硅晶片的中心附近相比，外周附近的蚀刻速度变大。使向第1感应线圈31外加的高频电力的比率变小后，该倾向得到改善，在电力分割电路38中使用500pF的固定电容器39时，遍及整个硅晶片地显示出大致相同的蚀刻速度（参照图11及图12）。根据发明人的计算，使用500pF的固定电容器39时的蚀刻均匀性为±3%左右。
这样，因为第3形态涉及的感应线圈30由第1及第2感应线圈31、32构成，所以能够遍及整个硅晶片地生成均匀的等离子。另外，适当调整外加给第1及第2感应线圈31、32的高频电力的比率及两线圈31、32的直径尺寸、第2感应线圈32的下面部对于第1感应线圈31的下面部而言的高度位置等后，能够实现等离子的圆周方向及直径方向的进一步均匀化。
以上，讲述了本发明涉及的等离子处理装置的第1～第3形态。但是，它们只不过是个例子而已。下面，列举本发明涉及的等离子处理装置的其它形态。此外，以下的形态可以在上述第1～第3形态的感应线圈20的任何一个中使用。
（变形例1）使线圈要素21的下面部26的宽度（去往轴向的厚度），大于给电部25的宽度。图13表示具有这种结构的线圈要素21的一个例子。采用该结构后，可以生成更加均匀的等离子，实现处理更大口径的试料。
（变形例2）使线圈要素21的下面部26的形状成为月牙形。此外，在该形态中，组合多个线圈要素21时，使各线圈要素21的下面部26互不重叠。
作为具有这种月牙形形状的下面部26的例子，图14（J）表示由2个线圈要素21构成的感应线圈20的正面图，图14（K）表示由3个线圈要素21构成的感应线圈20的正面图。
另外，图15（J－1）表示由2个线圈要素21构成、下面部26是月牙形的感应线圈20的示意图。图15（J－2）表示构成图15（J－1）所示由的感应线圈20的线圈要素21的示意图。
在图14及图15所示的例子中，组合多个线圈要素时，下面全部被下面部26覆盖。但是毫无疑问，也可以采用在下面的中央产生空间的结构。
采用这种月牙形的下面部后，能够生成均匀性更高的等离子，以更高的均匀性进行大型试料的处理。
（变形例3）使各线圈要素21的匝数大于1圈。图16表示具有这种结构的线圈要素21的例子。图16（L）及图16（M）示出在由2个线圈要素21构成的感应线圈20中，使线圈要素21为2圈（L）、线圈要素21为1.5圈（M）的例子的示意图。在图16（L－1）及图16（M－1）中，只用粗线示出一个线圈要素21。
在图16（L）的例子中，各线圈要素的接地端和给电端，位于被处理物的投影面中的同一部位的上侧和下侧。在图16（M）的例子中，各线圈要素的接地端和其它线圈要素的给电端，位于被处理物的投影面中的同一部位的上侧和下侧。
（感应线圈的配置）
本发明涉及的等离子处理装置，并不局限于图1所示的那种在石英板15的正上方配置感应线圈20的结构，可以自由地变更感应线圈的设置位置。例如为了更加容易地控制生成的等离子的形状，而形成图17所示的那种具有直径朝着被处理物扩大的圆锥台形状的等离子生成容器的等离子处理装置，已经广为人知。毫无疑问，也可以在这种生成容器的外侧设置本发明涉及的感应线圈20（但是感应线圈20采用上述变形例2的结构时除外）。另外，可以在本发明涉及的等离子处理装置中，遍及多级地设置多个感应线圈20。在图17的等离子处理装置中，配置4个感应线圈20。此外，在图17中，对于等离子用高频电源17及接地的结构，没有绘出。
等离子生成容器是圆锥台形状时，各线圈要素的内面部及给电部最好采用下述结构：在上下方向（对于被处理物而言的垂线方向）或者沿着等离子生成容器的外壁面的上下方向，具有其宽度（厚度）。
（线圈要素的数量）
能够适当设定各感应线圈的线圈要素的数量。但是，线圈要素的数量越少，各线圈要素的下面部的中心角就越大，该下面部的两端的电压差也越大。下面部的两端的电压差越大，对等离子的均匀性的影响就越大。所以各感应线圈的线圈要素的数量越多越好。但是，考虑到制造困难性、发热的线圈的冷却性的问题，使线圈要素的数量达到7个左右为宜。
Claims (7)
1.一种等离子处理装置，其特征在于：在收容被处理物的反应腔的上方具备感应线圈，该感应线圈由具有相同形状的n个线圈要素构成，n为2以上，所述n个线圈要素以被处理物的表面的法线为轴配置成旋转对称，而且各线圈要素被电性地并联连接；
所述感应线圈的各线圈要素的匝数在1圈以下，所述感应线圈的各线圈要素，包含下面部和给电部，
所述下面部是一端具备接地端且具有规定的宽度的与所述反应腔的上面平行的弧状，该弧的中心角为360°/n；
所述给电部是一端具备给电端且具有规定的宽度的与所述反应腔的上面平行的弧状，与所述下面部相比设置在上侧，所述给电部通过连接部与该下面部电性连接，
所述感应线圈中n个线圈要素配置成，使某一线圈要素的接地端和另一线圈要素的给电端位于在向被处理物的投影面中的相同部位。
2.如权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于：在构成感应线圈的各线圈要素之间设置绝缘体，使各线圈要素互相绝缘。
3.如权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于：所述各线圈要素的下面部的宽度，大于给电部的宽度。
4.如权利要求3所述的等离子处理装置，其特征在于：所述各线圈要素的下面部是月牙形。
5.如权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于：所述等离子处理装置，具备直径朝着被处理物扩大的圆锥台形状的等离子生成容器；所述感应线圈，被缠绕在该等离子生成容器的外周侧面的一部分上。
6.如权利要求1所述的等离子处理装置，其特征在于：同心圆状地设置直径不同的2个以上的感应线圈。
7.如权利要求6所示的等离子处理装置，其特征在于，构成所述感应线圈中直径较大的一个感应线圈的线圈要素的数目比构成所述感应线圈中直径较小的另一个感应线圈的线圈要素的数目大。
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